Приложения Edge Computer Vision (CV) для предприятий

Ниже представлен подробный обзор приложений Edge CV для предприятий, состоящий из трех частей. Часть первая [эта статья] рассказывает о том, какие новые мощные бизнес-результаты CV может открыть для предприятий и почему предприятиям следует инвестировать в CV. Часть вторая описывает ключевые технологии CV в отрасли, чтобы раскрыть эти варианты использования. В третьей части описываются некоторые сдерживающие факторы массового внедрения технологий CV и стратегии, которые предприятия могут использовать для их преодоления.

Компьютерное зрение — это подобласть области искусственного интеллекта, цель которой — помочь машинам идентифицировать и понимать контент в цифровом видео или изображениях. Проще говоря, CV позволил машинам «видеть» мир так же, как мы, люди, и использовать эти знания для увеличения человеческих усилий. Эта технология использует камеры и компьютеры вместо человеческого глаза для идентификации, отслеживания и измерения целей для дальнейшей обработки изображений. Примеры приложений компьютерного зрения включают беспилотные автомобили, которые используют несколько камер для восприятия окружающей среды, такой как другие автомобили, велосипедисты, пешеходы, препятствия и т. д., и перемещаются вокруг них без какого-либо вмешательства человека, или как ваш iPhone использует распознавание лиц для идентификации. что это действительно вы, чтобы разблокировать свой телефон. Computer Vision — это активная область исследований и разработок по всему миру, где почти каждую неделю появляются лучшие алгоритмы CV, аппаратные процессоры и среды хостинга!

Преимущества компьютерного зрения для предприятий

Как упоминалось выше, CV позволяет машинам воспринимать мир так, как это делают люди, но, поскольку они машины, они могут работать без остановок 24x7 и на чрезвычайно высоких скоростях намного быстрее, чем люди, и делать это объективно, без каких-либо человеческих предубеждений или недосмотров, и даже сделать это с большей точностью. А с развитием технологий запуск приложений CV на периферийных устройствах также стал недорогим и получил широкое распространение во всем мире. CV используется в самых разных приложениях (остальная часть статьи посвящена более подробному рассмотрению вариантов использования), и вскоре по мере развития технологии станет возможным больше приложений. Согласно отчету Verified Market Research за 2021 год, объем рынка ИИ в компьютерном зрении оценивался в 7 миллиардов долларов США в 2020 году и, по прогнозам, достигнет 144 миллиардов долларов США к 2028 году, увеличившись с ошеломляющим среднегодовым темпом роста в 45% с 2021 по 2028 год. !

Предприятия могут использовать CV для снижения затрат и повышения операционной эффективности за счет автоматизации повторяющихся, трудоемких, субъективных, трудоемких и утомительных задач и преобразования их в задачи, с которыми машины могут справиться объективно, неинвазивным образом и выполнять их круглосуточно и без выходных. нужно останавливаться в любое время для любого перерыва и развертываться в любом масштабе. Предприятия могут внедрить более совершенные процессы контроля качества в темпах и масштабах, недоступных людям. Используя CV, предприятия могут значительно повысить производительность, увеличить выручку и достичь большего за экспоненциально более короткое время со значительно меньшими ресурсами.

Преимущества запуска приложений CV на устройствах Edge

Edge CV просто выполняет вычисления CV на граничных устройствах, и, в отличие от облачных вычислений, граничные вычисления перемещают рабочие нагрузки ближе к пользователям и ближе к источнику данных. Это дает огромные преимущества: обработка и анализ данных в реальном времени (поскольку данные не должны проходить весь путь до облачных серверов и обратно, что избавляет от проблем с задержками в сети), минимизирует потребление пропускной способности сети, снижает потребление энергии и повышает эффективность вычислений. и улучшает состояние кибербезопасности. Традиционно периферийные устройства были недостаточно мощными для вычислений CV, поэтому большую часть обработки приходилось делегировать кластерам машин в облаке. Но с недавними достижениями в граничных технологиях вычислительная мощность значительно возросла при одновременном снижении энергопотребления. Кроме того, Computer Vision на периферии может решить любые проблемы с конфиденциальностью, гарантируя, что данные никогда не покинут периферийное устройство, помогая изменить ландшафт регулирования конфиденциальности во всем мире.

Заявки на резюме по отраслям

Розничная торговля кирпичом и раствором

Индустрия физической розничной торговли всегда стремится предоставить своим клиентам лучший опыт в магазине, чтобы увеличить размер корзины, привлечь и удержать клиентов и, в конечном итоге, повысить их лояльность. CV можно использовать для создания критически важных идей и аналитики в автоматическом режиме без необходимости использования трудоемких методов, использования людей-наблюдателей или дорогостоящих физических устройств отслеживания и делать это круглосуточно без каких-либо простоев или ошибок. получить повторение имеет потребности... владельцы магазинов хотят знать посещаемость, тип покупателей (возраст, пол, размер группы и т. д.) и соотносить их, чтобы максимизировать время, проведенное в магазине, и максимизировать размер корзины

Подсчет посетителей: обнаружение и отслеживание отдельных людей в видео в реальном времени для анализа трафика клиентов. Подсчет людей стал особенно популярен во время пандемии COVID-19, когда магазины ограничивали количество людей внутри, чтобы предотвратить распространение пандемии. Подсчет людей также можно использовать для подсчета количества людей, ожидающих в очереди, и уведомления менеджеров о выделении большего количества людей для проверки станций.
Анализ поведения покупателей: отслеживайте время, которое покупатели проводят в определенном разделе магазина и просматривают определенные товары (время ожидания). Приложение на основе CV также можно использовать для аннотирования областей интереса или границ и отслеживания того, сколько людей пересекают границу, сколько времени люди проводят в интересующей области и отслеживания того, куда люди идут, для визуализации того, как люди перемещаются по магазину. Такие аналитические данные также могут выявить часы пик, узкие места, и как только такие показатели появятся для всех магазинов, руководство сможет начать сравнивать ключевые показатели в разных местах, чтобы определить и улучшить производительность магазина.
Тепловые карты людей. Относится к визуализации движения людей в физическом пространстве с течением времени. Назначая цвета областям, в которых наблюдается больше движения по сравнению с другими, и визуализируя это в виде контурного графика, владельцы магазинов могут лучше понять точки интереса, какие разделы посещают больше людей по сравнению с другими, и использовать эту информацию для оптимизации размещения товаров или устранения узких мест.

Производство и промышленность

Охрана труда. Производственные рабочие места состоят из движущихся машин, оборудования и людей и являются источником несчастных случаев. Приложения CV могут помочь повысить безопасность работников, выявлять опасные ситуации и предотвращать несчастные случаи в режиме реального времени, одновременно повышая производительность, эффективность и снижая риск перерывов в работе. Например, CV может помочь обнаружить неудобные позы человека, чтобы их можно было уведомить и исправить, чтобы предотвратить травмы.
Обнаружение СИЗ (средств индивидуальной защиты):CV можно использовать для обнаружения и контроля использования шлемов, средств защиты глаз, обнаружения жилетов и многого другого.
Находите тяжелую строительную технику, такую как экскаваторы, краны, генераторы или тракторы, и определяйте, когда рабочие работают в таких опасных зонах. Эти автоматические обнаружения могут быть задокументированы, а любые нарушения зарегистрированы, чтобы повторяющиеся нарушители могли быть лучше обучены или уволены, а протоколы безопасности на заводах или на строительных площадках могли быть обновлены.

Публичные/умные города

Правительства во всем мире пытаются использовать технологии для обеспечения безопасности людей, выявления правонарушителей и правонарушителей, а также для упрощения и удобства использования общественных удобств и услуг.

Распознавание номерных знаков (LPR): использует технологию CV для считывания номерных знаков на транспортных средствах из видеопотоков в режиме реального времени. Последние достижения в технологии LPR позволили считывать номерные знаки даже для транспортных средств на высоких скоростях в сложных сценах и условиях освещения. LPR уже широко используется в системах взимания платы за проезд и управления парковками, обнаружения и выявления нарушений правил дорожного движения, правоохранительных органов с большим количеством приложений и более производительными, масштабируемыми и более дешевыми решениями, разрабатываемыми по всему миру.
Оптимизированные светофоры. Вместо того, чтобы полагаться на логику, основанную на таймере, CV можно использовать для увеличения трафика, автоматически определяя движение транспорта, подсчитывая транспортные средства в очереди, чтобы светофоры можно было динамически оптимизировать для увеличения пропускной способности трафика в часы пик. а также в непиковые часы.
Обнаружение брошенных и подозрительных объектов: технологии CV можно использовать для выявления подозрительных объектов, оставленных в общественных местах, и оповещения властей, чтобы при необходимости можно было эвакуировать людей и обеспечить охрану территории без человеческих жизней и свойство. Оружие, в том числе ружья и ножи, также может быть обнаружено в режиме реального времени, и власти мгновенно предупреждены для быстрого реагирования и гибели людей.
Занятость парковки. Используя технологию CV для подсчета транспортных средств, парковочные места могут быть переведены в режим онлайн, чтобы узнать о наличии на парковке до того, как на нее въедут автомобили, что предотвращает бесконечные циклы и бесчисленные минуты, затрачиваемые на поиск парковочного места. особенно в часы пик. Такая информация может быть передана и доступна для поиска общественностью, что приведет к более эффективным транспортным потокам и предсказуемым перевозкам.

Физическая безопасность и обнаружение вторжений

Мониторинг физических пространств для обеспечения безопасности людей и персонала, критически важной инфраструктуры и защиты оборудования был одним из старейших применений систем видеонаблюдения. CV расширил возможности системы, автономно обнаруживая вторжение и реагируя на него в режиме реального времени без какого-либо вмешательства человека. Современные системы физической безопасности достаточно интеллектуальны, чтобы автоматически вызвать экстренные службы или, в случае неразберихи, запросить проверку человеком.

Обнаружение людей и транспортных средств. Алгоритм CV, работающий на камере (или в облаке), может автоматически обнаруживать и маркировать все объекты (людей или транспортные средства), видимые камерой, включая сохранение снимков людей. Оператор может пометить одного или нескольких человек или транспортные средства как представляющие интерес лица (PoI) или транспортные средства, представляющие интерес (VoI). В следующий раз, когда камера увидит человека или транспортное средство, оператор может быть автоматически предупрежден для адекватной реакции.
Поиск на основе атрибутов. Возможность поиска людей по цвету одежды, полу, аксессуарам на них и транспортных средств по цвету, марке и модели позволяет экспоненциально легко находить людей на записанных кадрах вместо прокрутки. через дни отснятого материала.
Поиск по нескольким камерам. Технология CV позволяет осуществлять поиск людей и транспортных средств по всем камерам в одном месте, что бесценно для создания криминалистической хронологии событий для быстрого разрешения расследования.
Сопоставление лиц: модели CV можно использовать для сопоставления лиц, чтобы определить сходство и определить, принадлежат ли 2 изображения одному и тому же человеку. Это можно использовать для поиска всех случаев, когда данный человек был замечен камерами видеонаблюдения в течение нескольких дней.
Размытие лица. Интеллектуальное размытие лица можно использовать для обнаружения и размытия лиц всех нерелевантных людей в ленте безопасности, защищая их конфиденциальность.

Сельское хозяйство и сельское хозяйство

CV играет решающую роль в создании умных ферм и ранчо, особенно для обнаружения скота, отслеживания и даже мониторинга его здоровья! Растет давление на ограниченные земли и ресурсы, чтобы продолжать кормить растущее население мира. В то же время спрос на устойчивые продукты животноводства в сочетании с быстро растущими затратами на рабочую силу и нехваткой рабочей силы резко увеличил спрос на технологии, которые могут обеспечить более высокую операционную эффективность, а именно повысить производительность при значительном меньшая рабочая база и более низкая стоимость. Можно использовать несколько статических камер или использовать БПЛА. Это зависит от размера контролируемой области.

Решения для мониторинга скота:

Подсчет и отслеживание животных: знайте, где находится каждое животное в любой момент времени, находятся ли они в безопасных зонах и нуждаются ли они в сопровождении.
Классификация животных. Различайте разные виды животных на ферме и подсчитывайте количество животных каждого типа.
Определение областей интереса: определяйте, когда животные пересекают эту зону, и отправляйте оповещения.
Анализ активности и поведения животных: определение поведения, такого как питье, кормление, сон, роды и кормление грудью, а также поведения, такого как агрессия, лень, стресс и т. д.

Решения для мониторинга урожая

Измерение роста растений: размещение камер в нужных местах позволяет отслеживать тенденции роста и выявлять аномалии в режиме реального времени.
Точное земледелие: анализ влияния воды, света, удобрений и т. д. на здоровье растений, чтобы найти оптимальные уровни затрат для достижения максимальной эффективности.
Обнаружение вредителей/сорняков/болезней. Используя модели CV, обученные на различных типах вредителей, сорняков и возникновении болезней, такое нежелательное развитие может быть выявлено в режиме реального времени, а люди предупреждены для быстрого реагирования, чтобы сдержать его распространение до потеря продукции
Сортировка урожая. Технологии CV могут быть реализованы для определения урожая и производства самого высокого качества и отделения их от тех, которые не соответствуют планке качества, чтобы лучше планировать отгрузки, местоположения и рынки.

Здравоохранение

CV имеет огромные преимущества в широком спектре приложений в области здравоохранения — от мониторинга состояния здоровья пациентов до анализа окружающей среды и коммерческого использования, такого как фитнес, обучение и тренировки. Преимущество заключается в том, что это можно делать круглосуточно и без выходных, не беспокоясь о спящих обслуживающем персонале, человеческом надзоре и ночной работе. Лучше всего то, что конфиденциальность пациентов может быть защищена за счет обработки на устройстве, при этом никакие визуальные эффекты не покидают камеру в любое время.

Обнаружение падений. Падения являются серьезной проблемой во всем мире: 30% падений приводят к серьезным травмам, поэтому неудивительно, что обнаружение падений быстро распространяется среди современного стареющего населения. Камеры, размещенные в помещениях для пациентов, могут отслеживать движения пациентов, включая внезапные изменения, такие как падения и поскальзывания. При обнаружении падения персонал может быть немедленно уведомлен, вместо того, чтобы полагаться на участие человека и рутинные проверки для обнаружения несчастного случая, что приводит к быстрому лечению и более быстрому восстановлению. Лучше всего то, что обнаружение падения на основе CV не требует настройки, не требует дорогих носимых устройств и не беспокоится о том, что эти устройства будут инвазивными, нуждаются в зарядке или просто забыты.
Распознавание позы: обнаружение человеческого тела в различных позах, таких как лежание, сон, сидение, ходьба, стояние и т. д. Определение позы может использоваться для выявления подозрительного поведения, такого как насилие или агрессия, инцидентов, таких как обнаружение падений. или травмы, а также различные приложения для здравоохранения, которым необходимо измерять время, затрачиваемое на различные виды деятельности, такие как ходьба, сидение, стояние, для получения исчерпывающих отчетов о состоянии здоровья и деятельности.
Контроль социального дистанцирования и обнаружение масок: в связи с недавней пандемией большинство государственных и регулирующих органов рекомендовали соблюдать дистанцию в 6 футов и носить маски в общественных местах. Технологии, основанные на CV, могут легко обнаруживать нарушения этих правил человеком и предупреждать вовлеченных людей или автоматически оповещать власти.
Коучинг по фитнесу и онлайн-тренировкам. В последнее время многие домашние устройства для тренировок используют CV для определения осанки во время различных тренировок и рекомендаций по исправлению положения, чтобы предотвратить травмы и получить максимальную отдачу от тренировки.
Обнаружение и размытие лиц в режиме реального времени. CV можно использовать для обнаружения человеческих лиц и их выборочного размытия для защиты их конфиденциальности. Такие инструменты бесценны для реагирования на инциденты при обмене видео и доказательствами с властями, чтобы защитить конфиденциальность тех, кто не причастен к инциденту.

Пушпак Пуджари — отраслевой эксперт в области искусственного интеллекта (ИИ), компьютерного зрения (CV), Интернета вещей (IoT), конфиденциальности и безопасности данных. Он является признанным спикером и участником многочисленных конференций, таких как Edge AI Summit, Саммит технологий повышения конфиденциальности и Саммит AI Hardware. Он также является автором статей и технических документов для многочисленных изданий, таких как Enterprise Viewpoint и Product School. Пушпак является руководителем продуктов для камер видеонаблюдения в Verkada, ведущем стартапе по производству камер видеонаблюдения в области залива, и имеет степень магистра делового администрирования в Школе Уортона и степень бакалавра в области электротехники в ИИТ Дели, Индия. Подпишитесь на него в LinkedIn.